Электрический преобразователь для весов с циферблатным указателем Советский патент 1983 года по МПК G01G23/37 

Изобретение относится к ве соизме рительной технике, в частности к вспомогательным устройствам для весов. Известно весоизмерительное устро ство, содержащее сельсин-датчик, ро тор которого связан с осью стрелки индикатора дозы, формирователи импульсов, фазовращатели, нуль-орган, блок управления и регистрирующий прибор, В этом устройстве сельсин-датчик работает в режиме многофазного фазовращателя CiJ. Недостаток усг:сройства заключается в неудовлетворительной, точности при питании обмоток сельсина многофазным напряжением, имеющим, как правило, асимметрию фаз. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электрический преобразователь для в сов с циферблатным указателем, содержащий сельсин-фазовращатель, ротор которого соединен с осью циферблатного указателя, а обмотка ротор через фильтр низких частот соединена с входом нуль-органа, источник синусоидального питания, преобразователь фаза-код и блок индикации 2 Недостаток устройства состоит в том, что он не учитывает влияние асимметрии трехфазной системы,питаю щих обмотки статора сельсина напряжений, на точность ,преобразования. Цель изобретения - повышение точ ности за счет уменьшения влияния асимметрии фаз источника синусоидального питания. Поставленная цель достигается тем, что в электрический преобразователь для весов с циферблатным ука зателем, содержащий сельсин-фазовращатель, ротор которого соединен с осью циферблатного указателя, а обмотка ротора, через фильтр низких частот соединена с входом нуль-рргана, источник синусоидального питания, преобразователь фаза-код и блок индикации, введены микро-ЭВМ, мульти плексор, два дополнительных нуль-органа, фазовращатель и инвертор, при чем источник синусоидального питания подключен к одной обмотке статора сельсина-фазовращателя, к входу второго дополнительного нуль-органа, и к входу фазовращат1эля, выход которого соединен со второй обмоткой статора сельсина-фазовращателя и с входом первого дополнительного нуль-органа, выход которого и выход-нуль-ор гана подключены ко входам.мультиплексора, а выход второго дополнительного нуль-органа подключен к пре образователю фаза-код,и через инвертор к мультиплексору, выход которого через преобразователь фаза-код соединен с микро-ЭВМ, выходы которой подключены к мультиплексору и к блоку индикации. На фиг. i представлена блок-схема , элект-рического преобразователя для весов с цифербл-тным указателем;. на фиг. 2 - блок-схема преобразователя фаза-код. Устройство содержит генератор ( иеточник ) 1 синусоидального питания, фазовращатель 2, сельсин 3, фильтр 4 низких частот, нуль-органы 5, 6 и 7, мультиплексор,8, преобразователь 9 фаза-код, инвертор 10, микро-ЭВМ 11 и блок 12 индикации. - Сельсин ;} имеет статорные обмотки 13, 14 и 15 и роторную обмотку 16. Ротор сельсина 3 механически связан с осью стрелки циферблатного указателя весов (не показаны). Преобразователь 9 фаза-код (фиг„2 содержит генератор 17 прямоугольных импульсов, схему 18 логического умножения счетчик 19 импульсов, формирователи 20 и 21 импульсов по переднему фронту входных сигналов и триггер 22. Формирователь 20 линейной связи М связан с выходом нуль-органа 7, а формирователь 21 линейной связи 24 - с выходом мультиплексора 8. Клеммы 25 являются выходом преобразователя 9 и подключены к микроЭВМ. 11.Ус-тройство работает следующим образом. Синусоидальное напряжение с генератора 1 поступает на фазовращатель 2, который производит поворот фазы на величину, близкую к 50.Полученная двухфазная система напряжений U-,H U2 поступает на обмотки 13 и 14 статора сельсина- 3. При таком подключении векторы напряжения А, В, С на обмотках 13, 1.4 и 15 сельсина 3 образуют трехфазную систему, причем 2U2-U, в соответствии с методом симметичных составляющих эту систему можо разбить на системы прямой, обатной и нулевой последовательное А„ (А+В-С; (2) (А+.аВ + (Э) г-Т (А + а в-ю|С), (4) де d - фазный множитель, равный комплексному числу A(j,A,A- векторы напряжений нулевой, прямой и обратной последовательностей. При выбранной схеме подключения обмоток 13, 14 и 15 статора сельсина 3 вектор А д нулевой последовательности всегда равен нулю. Если модули векторов питающих напряжений U и U2 равны, а угол между ними составляет точно 60°, то вектор А2 обратной последовательности также равен нулю, В этом случае система напряжений на обмогках статора сельсина содержит только прямую последовательность, .которая приводит к появлению в роторе сельсина вектора магнитного поля, вращакхцегося по ходу движения стрел ки циферблатного указателя. Если угол между векторами U и и2 не равен 60° и отличается от He в пределах 110%, то в системе напряжений, питающих обмотки 13, 14 и 15 сельсина 3, появляется обратна последовательность, вектор А кото рый можно определить согласно выражению (4). Это .приводит к появлению в роторе сельсина составляющей век тора магнитного поля, вращающегося в обратном направлении по отношению к вектору магнитного поля,наводимом токами прямой последовательности. Пересекая обмотки ротора сельсина, магнитные потоки прямой и обрат ной последовательностей наводят в ней ЭДС индукции Е . Причем (t) Sin( x -ujt+4V,4j , где Ед.|Е.- амплитуды ЭДС наводимые магнитными потоками и об ратной последовательностей;Ч - начальные фазы ЭДС прямо и обратной последователь ностей; Ч - угол поворота ротора сел сина относительно статор Напряжение, снимаемое с обмотки ротора сельсина, подается на фильтр 4 нижних частот, к выходу которого подключен нуль-орган 5 (фиг. 1К Ввиду высокого входного сопротивле- ния фильтра 4 это напряжение можно считать равным ЭДС , Сигнал на выходе нуль-органа 5 представляет собой импульсы прямо угольной формы, передний-фронт кото рых совпадает с моментом изменения полярности Ej,(t)c минуса на плюс, а задний фронт совпадает с моментом изменения полярности с плюса на минус. Передний фронт импульса на выход нуль-органа 7 совпадает с моментом изменения полярности напряжения U генератора 1 с минуса на плюс, а задний с плюса на минус. Нуль-орган 6 преобразует напряжем ле U2 ,- поступающее с выхода фазовращателя 2I в импульсы прямоугольной формы аналогично нуль-органу 7. В зависимости от кода адреса, поступаю;цего на мультиплексор 8 с |- икро-ЭВМ 11 к входу преобразователя 9 подключается либо выход нульоргана 5, либо выход нуль-органа 6, либо выход инвертора 10. Сигналы с выходов мультиплексора 8 и нуль-органа 7 поступают соответственно на формирователи импульсов 21 и 20 формирующих импульсы по переднему фронту этих сигналов. Импульс формирователя 21 устанавливает триггер 22 в единичное состояние и сбрасывает счетчик 19. Импульсы генератора 17 поступают на вход схемы 18 и далее на вход счетчика 19 пока импульс, поступающий с формирователя 20 не сбросит триггер 22. Когда триггер 22 находится в нулевом состоянии в счетчике 19 содержится код преобразования. Сигналы с выходных клемм 25 поступают в микро-ЭВМ 11. Генераторы синусоидальных сигналов низкой частоты имеют общий недостаток, заключающийся в нестабильности частоты генерируемого напряжения, С изменением частоты напряжения и,., изменяется и фаза напряжения 02 на выходе фазовращателя, что, ь свою очередь(Приводит к- появлению обратной составляющей системы питающих o6i.ioTOK статора сельсина напряжении. ,Цля исключения влияния обратной состасляющей на результаты измерений предусмотрены 2 настройки и Измерения, В режиме настройки изменяется частота и фаза системы напряжений и и -2 режиме измерения производится вычисление угла поворота ротора сельсина относительно статора с учетом этих параметров.. В рехсиме настройки микро-ЭВМ 11 вначале выдает на вход мультиплексора 8 код адреса инвертора 10 и считывает с выхода преобразователя 9 двоичный код половины периода питающего напряжения, значение угловой, частоты которого вычисляется по формуле : ( 6 ) Затем на вход мультиплексора В от микро-ЭВМ 11 поступает код адреса нуль-органа 6 и производится считывание кода отрезка времени i между передним фронтом опорного сигнала ( сигнала, поступающего с выхода нуль-органа 7 ) и передним фронтом сигнала, поступающего с нуль-органа 6. Вычисление сдвига ПО фазе между напряжениями СЬ, и U производится по формуле u.t. . ; ( . используя векторные урдвнения 1, 2,3 и 4, по .известному углуб между векторами U и t/2 определяют амплитуды (А) и (A fвекторов А .А и А прямой и обратной последовательностей и угол между ними йЧл Далее, учитывая одинаковый коэ фициент трансформации для напряжений прямой и обратной последовательностей, находят отношение --.iM. ,а, Значения начальных фаз % и Yпрямой и обратной последовательностей находятся путем рашелия сиртемы уравнений . . В режиме измерения с микро-ЭВМ 11 на мультиплексор 8 поступает код адреса нуль-органа 5 и с выход преобразователя 9 считывается код отрезка времени t-j- между перед ним фронтом onojJHoro импульса, по тупающего с нуль-органа 5. Затем находится угчш поворота стрелки циферблатного указателя путем реш ния уравнения Sin(u)t(,-t-4 -g +gSih(-uit442,, (f Это уравнение получено из уравнения (5 ) с учетом равенства Е. О в момент появления переднего фронта сигнала на выходе нуль-органа 5. С целью повышения быстродействия это Уравнение решается приближенно. В начале определяется значение угла 4f из условия, что магнитное поле токов обратной последовательности отсутствует) Затем выводится поправка,.учитывающая наличие токов обратной последовательности(-uJt - 42-4J. (-Ш Вес материала в грузоприемном устройстве определяется согласно выражению . макс 2J7 « Р«рксмаксимальное значение веса, соответствующее повороту оси стрелки циферблатного указателя на угол 2У . угол, cooтвeтcтвsЮI щй нулевому показанию стрелки циферблатного указателя. Вычисленное значение веса Р поступает в блок индикации 14 и может быть использовано в алгоритме управления, дозатором. Технико-экономическое преимущество данного преобразователя по сравнению с известными заключается в повышении точности измерения.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ВЕСОВ С ЦИФЕРБЛАТНЫМ УКА- . ЗАТЕЛЕМ, содержащий сельсин-фазоврсицатель, ротор которого соединен с осью циферблатного указателя, a обмотка ротора через фильтр низких частот соединена с входом нульоргана, источник синусоидального питания, преобразователь фаза-код и блок индикации, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния асимметрии фаз источника синусоидального питания, в него введены микро-ЭВМ, мультиплексор, два дополнительных нуль-органа, фазовращатель и инвертор, причем источник синусоидального питания подключен к одной обмотке статора сельсина-фазовращателя, к входу второго дополнительного нуль-органа и к входу фазовращателя, выход которого соединен с второй обмоткой -статора сельсина-фазовращателя и с входом первого дополнительного нуль-органа, выход которого и выход нуль-органа i подключены к входам мультиплексора, a выход второго дополнительного нуль органа подключен к преобразователю фаза-код и через инвертор к мультиплексору, выход которого через преобразователь фаза-код соединенс микро-ЭВМ, выходы которой подключены s к мультиплексору и к блоку индикации. Ж СО to о